2. Особенности физико-химических процессов сборочно-монтажной пайки

В общем случае технологический процесс изготовления радиоэлектронной аппаратуры на платах печатного монтажа включает в себя следующие технологические операции:

- подготовку печатных плат (расконсервация, оплавление);

- подготовку компонентов (распаковку, формовку и обрезку выводов и предварительное их лужение);

- входной контроль качества и функционирования компонентов;

- дозирование адгезива для приклеивания компонентов к монтажной плате;

- ориентация выводов, установка и фиксация компонентов на плате;

- дозирование припоя и флюса;

- формирование паяных соединений;

- отмывка остатков флюса;

- контроль качества паяных соединений;

- контроль функционирования модуля;

- консервация, упаковка модуля.

В зависимости от конструктивных особенностей модулей, компонентов и конкретных условий производства, последовательность перечисленных операций может изменяться, а некоторые операции могут вовсе отсутствовать.

На надежность паяных соединений из перечисленных выше операций основное влияние оказывают особенности операций дозирования припоя, флюса и непосредственно процесса пайки, в результате которого формируются паяные соединения с необходимыми эксплуатационными свойствами. В этой связи дальнейшее рассмотрение технологии сборочно-монтажной пайки радиоэлектронной аппаратуры на платах печатного монтажа в данной работе ограничено только этими технологическими операциями.

Пайка является одной из наиболее распространенных технологических операций в современном производстве. Популярность этого способа соединений в сборочно-монтажном производстве объясняется ее высокой технологичностью. Пайка оловянно-свинцовыми припоями осуществляется в воздушной среде с применением флюсов, обеспечивает хорошее смачивание паяемых металлов, отличается относительно не высокой температурой пайки (190-250°C), обеспечивает хороший электрический контакт, допускает возможность многократной перепайки. Это позволяет производить замену электрорадиоэлементов при обнаружении неисправностей во время наладки аппаратуры и ее эксплуатации на объекте.

Имеется большой арсенал средств технологического оснащения припойных и флюсующих материалов. Это дает возможность в каждом конкретном случае выбирать наиболее приемлемые варианты организации процесса пайки. Тем неменее, постоянное совершенствование радиоэлектронной аппаратуры, повышение ее надежности, плотности монтажа и объемов производства влекут за собой необходимость совершенствования технологии пайки.

Пайкой называют процесс соединения металлов в твердом состоянии путем введения в зазор припоя, взаимодействующего с основным металлом и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайка, при которой расплавленный припой заполняет зазор и удерживается в нем под действием капиллярных сил, называется капиллярной пайкой. В общем случае формирование паяного соединения определяется пятью последовательными стадиями:

- стадией нагрева до температуры плавления припоя,

- стадией образования физического контакта припоя с паяемыми поверхностями;

- стадией образования прочных химических связей при смачивании;

- стадией массообмена на межфазной границе (растворение, гетеродиффузия атомов расплава в твёрдую фазу ), во время которой возможно образование интерметаллидов в системах с сильным химическим взаимодействием;

- стадией кристаллизации расплава.